读好书《运算放大器参数解析与LTspice应用仿真》读书笔记

ksniper

读好书《运算放大器参数解析与LTspice应用仿真》读书笔记 [复制链接]

很高兴能读到郑荟民老师的《运算放大器参数解析与LTspice应用仿真》一书的实体版本。同是副高职称，却一直未能有所建树，实在是惭愧不已。

 

 

关于本书的其他部分已经有不少坛友的帖子明珠在前，就不赘述了。只好结合工作需要用到的高速运放做点读书笔记。

 

 

 

 

高速运放顾名思义最紧要的参数首先是实际工作带宽，带宽达不到的话一切免谈。我们都知道增益带宽积等于设计增益x工作带宽，但是——

 

 

 

 

“2.8.2介绍了增益带宽积参数应用在小信号输入的情况，在输入大信号的带宽分析中，如果工程师仍然使用增益带宽积进行设计，必然导致放大器电路的输出失真。本节内容分析放大器在大信号输入时，进行带宽评估的参数——压摆率和满功率带宽。”

 

 

 

 

如果器件压摆率不够的话，可以看到明显的信号失真，通常使用正弦波来观察失真，但是——

 

 

 

 

“压摆率（Slew Rate，SR）定义为由输入大信号阶跃变化引起的输出电压变化率，常用单位是V/μs。如图2-125所示，在缓冲器电路的输入端提供一个由最低输入信号到最高输入信号的阶跃变化Vin，放大器受到压摆率参数的影响，输出信号VO对于大信号的响应以最快的变化速率（dV/dt）上升，直到输出信号达到与输入信号等幅值。应注意放大器上升、下降过程中的压摆率可能不同，以及压摆率参数的测试条件。”

 

 

 

 

因此我们计算压摆率实际是用快速上升/下降沿来判断的。压摆率具体计算公式书中有例子可以参考。

 

 

 

 

“2.10.2　压摆率限制原因和影响因素

 

 

 

 

放大器低频极点受输入级的米勒补偿电容影响，压摆率受到放大级米勒补偿电容的影响。”

 

 

 

 

密勒电容(Miller Capacitance)就是跨接在放大器（放大工作的器件或者电路）的输出端与输入端之间的电容。密勒电容对于器件或者电路的频率特性的影响即称为密勒效应。这个知识点了解即可，不是模拟芯片设计的话基本不会太涉及。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

下面实际看看LTspice的操作。LTspice导入spice很方便，所以其他器件厂商只要提供spcie模型的话，都可以放的使用LTspcie来仿真。   

 

 

 

 

 

 

 

 

这是书中的方法，导入cir格式spice模型。

 

 

 

 

其实TI的器件也可以导入LTspice进行仿真，放入方式类似，只是导入的通常不是cir格式，而是lib格式 。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

同样是采用在subckt上右键 创建器件 。

 

 

 

 

 

 

 

 

自行设置符号及管脚分部 。

 

 

 

 

 

然后在器件库就可以搜到新添加的器件模型了。

 

 

 

 

观察分析压摆率的话，通常是采用瞬态分析。

 

 

 

 

下图是我已OPA859为例的仿真结果，可以看出输入为快沿时不同值的区别，上图是10ns上升沿，下图是1ns上升沿，折算成带宽，1ns基本是300MHz左右，可以看出在300MHz已经不平坦了。

 

 

 

 

这是拉开后的图，上图是10ns上升沿，下图是1ns上升沿，上图是350ps上升沿，可以看出，这时候带宽明显不够了。

 

 

 

 

下面是以正弦波的方式来观察，这种方式观察失真比较明显，上图是200MHz正弦波输入时的输出仿真波形，下图是300MHz正弦波输入时的输出仿真波形，可以看到肉眼可见的失真了。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

因此不管我们采用哪家的器件来进行模拟设计的时候，都可以先用LTspcie进行仿真，避免选型走弯路。

 

 

Jacktang

200MHz和300MHz正弦波输入时的输出仿真还算看清楚

说明仿真软件有一定应用哈

ksniper

Jacktang 发表于 2021-6-21 07:44 200MHz和300MHz正弦波输入时的输出仿真还算看清楚 说明仿真软件有一定应用哈

是啊，除非要s参数仿真一般用LTspice 随手就仿了，比较便捷。